隨著機器人技術的迅速發(fā)展,機器人在各行各業(yè)的應用越來越廣泛,不同工作環(huán)境中機器人承擔著各種各樣的任務。在發(fā)電廠、變電站和電力設備較多的工廠,為保證設備的安全運行,需要對主要電纜線路進行定期巡檢,及時發(fā)現電纜過熱等安全隱患。傳統(tǒng)的人工巡檢方式工作效率低、數據記錄不完善,并且惡劣的巡檢環(huán)境對工作人員身體也有一定的危害,因此智能巡檢機器人應運而生。本文根據青島某工廠巡檢任務需求,研究并設計了基于激光雷達的無軌式巡檢機器人。機器人通過激光雷達獲取環(huán)境信息,同時建立環(huán)境地圖模型用于定位和導航,機器人在移動過程中通過紅外測溫傳感器采集現場溫度信息,通過廠內局域網上傳至中控室,工作人員通過溫度云圖觀察現場情況。本文的主要工作如下:（1）搭建了基于激光雷達的熱成像巡檢機器人系統(tǒng)。根據巡檢機器人的工作環(huán)境和巡檢任務選擇合適的硬件模塊,進行機械組裝和電氣安裝,用C語言編寫了STM32單片機的控制程序和通信程序。介紹了激光雷達、紅外測溫傳感器和WIFI通信等主要硬件模塊,編寫了STM32采用PWM技術控制機器人動力電動機程序、STM32與測溫模塊之間的I²C通信程序、WIFI與上位機無... 

【文章來源】：青島大學山東省

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 選題目的與意義
    1.3 國內外研究現狀
        1.3.1 國外研究動態(tài)
        1.3.2 國內研究動態(tài)
    1.4 本文主要工作
第2章 系統(tǒng)搭建
    2.1 功能需求
    2.2 系統(tǒng)結構與功能模塊
    2.3 機器人核心硬件選型
        2.3.1 激光雷達
        2.3.2 測溫模塊
        2.3.3 WIFI模塊
    2.4 STM32單片機相關程序
        2.4.1 PWM技術控制動力電動機
        2.4.2 單片機與測溫模塊通信
        2.4.3 單片機與激光雷達通信
    2.5 方案實施步驟
    2.6 小結
第3章 同步定位與建圖
    3.1 激光雷達掃描模型
    3.2 建立地圖模型
        3.2.1 特征地圖
        3.2.2 柵格地圖
    3.3 直線擬合
        3.3.1 霍夫變換
        3.3.2 最小二乘法
        3.3.3 特征點提取
    3.4 擴展卡爾曼濾波定位算法
        3.4.1 機器人運動模型
        3.4.2 狀態(tài)預測
        3.4.3 狀態(tài)更新
    3.5 路徑規(guī)劃
        3.5.1 全覆蓋運動方式
        3.5.2 改進的A*算法
    3.6 小結
第4章 溫度云圖顯示
    4.1 雙線性插值算法
        4.1.1 線性插值
        4.1.2 雙線性插值
        4.1.3 算法實現
    4.2 雙立方卷積插值算法
        4.2.1 立方卷積插值
        4.2.2 雙立方卷積插值
        4.2.3 算法實現
    4.3 溫度云圖繪制
    4.4 小結
第5章 系統(tǒng)測試與運行
    5.1 測試平臺
    5.2 模擬環(huán)境掃描建圖
    5.3 擴展卡爾曼濾波SLAM算法仿真
    5.4 巡檢路徑測試
    5.5 測溫成像
    5.6 小結
第6章 總結與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的研究成果
致謝



本文編號：3181331